大气颗粒物毒理学研究的蓬勃发展
20世纪90年代早期，空气颗粒物低浓度污染与疾病的关联开始受到更大关注。
1993年，杜克里等的一项队列研究发现，在美国的六个不同城市中，一般人群急性死亡率与大气颗粒物浓度之间存在联系[5]。
1990—2000年，大气纳米颗粒物（＜100nm）成为颗粒物毒理学研究的主体。动物实验表明，吸入纳米颗粒会导致炎症，可能与细颗粒物中含有的金属有关。
2000年，斯通（Stone）和斯科斯（Schins）以及唐纳德（Donaldson）等科学家提出颗粒物是通过诱发氧化应激、增加细胞内钙离子水平及改变细胞因子的机制而引起毒性作用的理论[6]。
1995年，西顿（Seaton）等研究指出，颗粒物可以引起呼吸道疾病发生，但更多的死亡和住院治疗病例发生于心脏病，提出，“……超细颗粒物激发的炎症，除了促进肺部疾病加重，还引起血液凝固性增加的效应，从而增加了个体对心血管疾病急性发作的易感性……”[7]
1995年，斯克斯（R.P.F.Schins）和玻姆（P.J.A.Borm）对肿瘤坏死因子和煤工尘肺之间的关系进行评述。1999年他们指出，在颗粒物导致肺部纤维化过程中细胞因子起重要作用。
1997年，国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC）确认石英是一种致癌物质。
2000年，孟紫强在其《环境毒理学》（中国环境科学出版社）的大气环境毒理学中专设颗粒物毒理学一节，对大气颗粒物毒理学研究成果进行了总结，指出75%的PМ2.5 和100%的PМ2.0 可以进入人肺的肺泡区，难溶的硫酸钡颗粒物在几天内就可以进入血液循环。20世纪90年代以来，采用Ames 试验、染色体畸变试验、姊妹染色单体互换试验、微核试验、非程序性DNA 合成试验、DNA 损伤测定试验等方法，证明颗粒物不仅可引起呼吸系统疾病、心血管系统疾病和免疫毒性等，还有致突变和致癌作用。PМ2.0 的致突变活性占颗粒物总致突变活性的52%～98%。
2001年，尼玛（Nemmar）的研究表明，超细颗粒物可以进入仓鼠的血液中，超细颗粒物的表面电荷可干扰血栓的形成。
1998—2001年，鲍姆（Borm）等研究表明，使用现代新的方法，例如电子自旋共振（ESR）技术研究发现，石英表面可以产生自由基，各种煤尘可以产生羟自由基。
2001—2002年，吉奥（A.J.Ghio）等提出颗粒物通过多种途径诱导肺部炎症和氧化应激，使与之相连的气道疾病甚至肺癌加重。
2002年，皮克奈尼（Pekknaen）等对人群的观察和2005年李普曼（Lippmann）等对ApoE 小鼠的研究表明，颗粒物暴露引起动脉粥样硬化的斑块出现，为从肺到血管壁之间的联系提供了证据。
2003—2006年，孟紫强研究组对沙尘天气PМ2.5 的毒理学效应进行了研究，发现沙尘PМ2.5 的浓度与呼吸、心血管系统多种疾病的发生之间存在明确的剂量-效应关系，沙尘天气的长期暴露引起一种非职业性尘肺疾病——“沙漠尘肺”；沙尘PМ2.5 可引起细胞DNA 损伤、脂质过氧化水平升高、抗氧化能力下降，可诱发人血淋巴细胞染色体畸变率和微核率显著增高等。他们提出，大量沙尘PМ2.5 通过呼吸抵达肺泡并进入血液后，可对呼吸及循环系统造成严重损害。当肺泡巨噬细胞受到损害时，呼吸系统的免疫防御功能降低，使暴露居民易于发生呼吸道感染、气管炎及肺炎等疾病。2012年，孟紫强、张全喜和杨振华[8]编著的《沙尘暴医学与毒理学》由中国环境科学出版社出版。
2005年，孟紫强研究组研究证明，大气PМ2.5 可引起大鼠肺泡巨噬细胞DNA损伤、大鼠多种器官组织脂质过氧化损伤，使机体抗氧化水平下降，据此，提出PМ2.5 是一种全身性毒物。
2007—2009年，郭新彪[9]研究组研究证明，大气PМ2.5（ 包括沙尘天气PМ2.5）可明显抑制细胞间隙连接通讯；可引起大鼠心律失常，设想心肌缝隙连接蛋白Cx43 分布和表达异常可能是其机制之一。
2007—2010年，宋伟民[10]研究组应用小鼠全基因组表达谱芯片筛选出七种小鼠肺损伤易感基因，提出NF-кB 通路是大气PМ2.5 致肺损伤的重要通路之一，证明大气PМ2.5 可引起心血管的自主神经功能失调、炎症反应、纤溶/凝血功能障碍、内皮功能损伤、心肌缺血及细胞凋亡。
2008—2011年，爱丁堡大学钮比（David Newby）与默奥大学（Umea University）萨得斯罗姆（Thomas Sandstr m）和荷兰国家公共卫生和环境研究所的卡斯（Flemming R.Cassee）[11]合作研究发现，低浓度机动车废气颗粒物可以引起肺炎和氧化应激发生。这些损伤可以间接影响心脏血流、内皮和凝血系统，从而导致血栓的形成。
图44 沙尘暴及其专著（1.发生在青海省的超强沙尘暴；2.孟紫强、张全喜、杨振华著的《沙尘暴医学与毒理学》，中国环境科学出版社，2012）
2004年，专门介绍颗粒物毒理学研究论文的学术期刊《颗粒物与纤维毒理学》（Particle and Fibre Toxicology）创刊，卡斯任该刊主编。